Dve nevtronski zvezdi sta se med seboj razbili in pretresli vesolje, kar je sprožilo epsko eksplozijo, imenovano "kilonova", ki je v vesolje pljunila veliko ultrazvočnega, ultrahotnega materiala. Zdaj so astronomi poročali o najbolj prepričljivih dokazih, da se je po tem eksploziji oblikoval manjkajoči člen, ki bi lahko pomagal razložiti nekaj zmedene kemije vesolja.
Ko je tisto tresenje - valovanje v sami tkanini vesolja-časa, imenovano gravitacijski valovi - leta 2017 doseglo Zemljo, je postavilo detektorje gravitacijskega vala in postalo prvi trk nevtronskih zvezd, ki so ga odkrili. Takoj so se teleskopi po vsem svetu vrteli na preuči svetlobo nastale kilonove. Zdaj so podatki iz teh teleskopov razkrili močne dokaze o vrtinčenju stroncija v izgnani snovi, težkem elementu s kozmično zgodovino, ki ga je bilo težko razložiti glede na vse ostalo, kar astronomi vedo o vesolju.
Zemlja in vesolje sta zasuta s kemičnimi elementi različnih vrst. Nekatere je enostavno razložiti; vodik, sestavljen v najpreprostejši obliki le enega protona, je obstajal kmalu po velikem udaru, ko so se začeli oblikovati subatomski delci. Tudi helij z dvema protonoma je težko razložiti. Naše sonce ga proizvaja ves čas in s pomočjo jedrske fuzije v svojem vročem, gostem trebuhu razbija vodikove atome. Težje elemente, kot je stroncij, pa je težje razložiti. Dolgo časa so fiziki menili, da se ti zajetni elementi večinoma oblikujejo med supernovami - kot kilonova, vendar v manjšem obsegu in so posledica eksplozije masivnih zvezd na koncu življenja. Toda postalo je jasno, da supernove same ne morejo razložiti, koliko težkih elementov je v vesolju.
Stroncijev, ki se pojavi po prvem odkritju trka nevtronske zvezde, bi lahko pomagal potrditi alternativno teorijo, da ti trki med veliko manjšimi ultrazvočnimi predmeti dejansko ustvarijo večino težkih elementov, ki jih najdemo na Zemlji.
Fizika ne potrebuje supernov ali združitev nevtronskih zvezd, da bi pojasnila vsak okorni atom okoli. Naše sonce je razmeroma mlado in lahkotno, zato večinoma zliva vodik v helij. Večje, starejše zvezde pa lahko s svojimi 26 protoni zlivajo elemente, težke kot železo, poroča NASA. Vendar nobena zvezda ni vroča ali dovolj gosta pred zadnjimi trenutki svojega življenja, da bi ustvarila kakršne koli elemente med 27-protonskim kobaltom in 92-protonskim uranom.
In vendar na Zemlji ves čas najdemo težje elemente, kot je to ugotovil par fizikov v članku iz leta 2018, objavljenem v reviji Nature. Tako skrivnost.
Približno polovica teh težkih elementov, vključno s stroncijem, nastane s postopkom, imenovanim "hiter zajem nevtronov" ali "r-proces" - nizom jedrskih reakcij, ki se odvijajo v ekstremnih pogojih in lahko tvorijo atome z gostimi jedri s protoni in nevtroni. Toda znanstveniki še niso ugotovili, kateri sistemi v vesolju so dovolj ekstremni, da lahko ustvarijo čisto veliko elementov r procesa, ki jih vidimo v našem svetu.
Nekateri so nakazali, da so krivci supernove. "Do nedavnega so astrofiziki previdno trdili, da izotopi, ki nastanejo v r-procesnih dogodkih, izvirajo predvsem iz jedrnih supernov, ki se rušijo," so leta 2018 zapisali avtorji Nature.
Takole bi delovala ideja supernove: detonacije, umirajoče zvezde ustvarjajo temperature in pritiske, ki presegajo vse, kar so proizvedle v življenju, in s kratkimi, silovitimi bliski izbrskajo kompleksne materiale v vesolje. To je del zgodbe, ki jo je Carl Sagan pripovedoval v osemdesetih letih, ko je rekel, da smo vsi narejeni iz "zvezdnih stvari".
Nedavno teoretično delo je po mnenju avtorjev tega članka Nature 2018 pokazalo, da supernove morda ne bodo ustvarile dovolj r-procesnih materialov, da bi razložili svojo prevlado v vesolju.
Vnesite nevtronske zvezde. Nadčutljivi trupli, ki so ostali po nekaj supernovah (ki jih pretirava le črna luknja v masi na kubični palec), so v zvezdah majhni, po velikosti blizu ameriškim mestom. Lahko pa odtehtajo zvezde polne velikosti. Ko se združijo, nastale eksplozije tresijo tkanino vesolja in časa bolj intenzivno kot kateri koli dogodek, razen trka v črne luknje.
In v teh besnih združitvah so astronomi začeli sumiti, da bi se lahko pojavilo dovolj elementov r procesa, da bi razložili svoje število.
Zgodnje študije svetlobe iz trka leta 2017 so pokazale, da je bila ta teorija pravilna. Astronomi so dokaze za zlato in uran videli v načinu, kako je svetloba filtrirala skozi material iz eksplozije, kot je takrat poročala Live Science, vendar so bili podatki še vedno nejasni.
Nov prispevek, objavljen včeraj (23. oktobra) v reviji Nature, ponuja najbolj trdno potrditev teh zgodnjih poročil.
"Dejansko smo prišli na idejo, da bomo morda stroncij videli precej hitro po dogodku. Vendar pa se je izkazalo, da je bilo to dokazano zelo težko," je avtor študije Jonatan Selsing, astronom na univerzi v Kopenhagnu, je dejal v izjavi.
Astronomi takrat niso bili prepričani, kako natančno bodo videti težki elementi v vesolju. Vendar so ponovno analizirali podatke za leto 2017. In tokrat so glede na več časa za reševanje problema našli "močno lastnost" v luči, ki je prišla iz kilonove, ki kaže desno na stroncij - podpis r procesa in dokaz, da so se drugi elementi verjetno oblikovali tam no, so zapisali v svojem prispevku.
Sčasoma se bo del materiala iz te kilonove verjetno odpravil v galaksijo in morda postal del drugih zvezd ali planetov, so dejali. Morda bo sčasoma bodoči tuji fiziki pripeljali pogled v nebo in se spraševali, od kod prihajajo vse te težke stvari na njihovem svetu.
